一种基于啁啾光纤光栅的锁模光纤激光放大系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于啁啾光纤光栅的锁模光纤激光放大系统，所述的放大系统包括锁模光纤激光器、波分复用器、泵浦源和增益光纤，所述放大系统还包括第一啁啾光纤、第二啁啾光纤、第一环形器、第二环形器和色散补偿光纤；所述锁模激光器的输出端与第一环形器连接，所述第一啁啾光纤短周期的一端与所述第一环形器连；所述色散补偿光纤输出端与第二环形器连接，所述第二啁啾光纤长周期的一端与所述第二环形器连接；所述第一环形器输出端依次连接波分复用器、增益光纤、色散补偿光纤输入端；所述波分复用器与泵浦源的输出端连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光放大
，特别涉及一种基于啁啾光纤光栅的锁模光纤激光放大系统
技术介绍
通常，使用最广泛的是掺杂稀土材料的激光介质包括掺杂Yb3+Nd3+、Er3+、Ho3+、Tm3+等离子材料。最普遍的掺Yb3+离子光纤激光器在970～978nm半导体激光泵浦下发出1.0-1.61μm的激光英国南安普顿大学已经制备出1800W高功率激光器。此外南安普顿大学还对掺Er3+光纤激光器进行了长时间研究制造出了激光波长位于通信窗口的Er3+光纤激光器，其输出功率达到150W。美国NPPhotonoics公司亚利桑那大学也制造出性能优良的掺Er3+光纤激光器并且进行了实际应用。位于美国马萨诸塞州牛津市的IPG公司设计出准连续高脉冲能量YSL-600、6000-QCM-AC型号的光纤激光器平均功率600W最高峰值功率6000W最大脉冲持续时间10ms最大占空比10其转换效率达到30可进行快速加工、焊接、打孔等工艺操作。光纤激光器具有体积小、重量轻、转换效率高、输出激光光束质量好等优点，因此近年来得到迅猛发展。特别是锁模光纤激光器由于能够超短脉冲激光，在探测诊断、生物医药、精密微加工和军事等众多领域有着广阔的前景，光纤激光锁模技术近些年来发展迅速。但是，由于光纤色散严重影响锁模效果，当泵浦功率提高到一定程度，引发脉冲分裂。所以为了得到高峰值功率的超快锁模脉冲，锁模光纤激光器需要后级的放大整形装置。>因此，需要一种能有效利用宽带啁啾光纤光栅和色散补偿光纤对低能量锁模脉冲激光放大的基于啁啾光纤光栅的锁模光纤激光放大系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于啁啾光纤光栅的锁模光纤激光放大系统，所述的放大系统包括锁模光纤激光器、波分复用器、泵浦源和增益光纤，所述放大系统还包括第一啁啾光纤、第二啁啾光纤、第一环形器、第二环形器和色散补偿光纤；所述锁模激光器的输出端与第一环形器连接，所述第一啁啾光纤短周期的一端与所述第一环形器连接；所述色散补偿光纤输出端与第二环形器连接，所述第二啁啾光纤长周期的一端与所述第二环形器连接；所述第一环形器输出端依次连接波分复用器、增益光纤、色散补偿光纤输入端；所述波分复用器与泵浦源的输出端连接；所述第一啁啾光纤与所述第二啁啾光纤相反设置，通过所述第一啁啾光纤短周期的一端引入的激光长波分量时延长，短波分量时延短，通过所述第二啁啾光纤光栅长周期的一端引入的激光短波分量时延长，长波分量时延短，所述第一啁啾光纤与所述第二啁啾光纤引起的激光时延相反。在一个方面，所述的激光放大系统，所述的泵浦源包括激光器和尾纤。在一个方面，所述的激光放大系统，所述激光器的功率大于600mW，所述激光器输出的激光中心波长为975nm。在一个方面，所述的激光放大系统，所述尾纤为单模光纤。在一个方面，所述的激光放大系统，所述的锁模激光器输出的锁模激光波长为1μm-2μm。在一个方面，所述的激光放大系统，所述的增益光纤为高浓度保偏掺铒光纤。本专利技术提供的一种基于啁啾光纤的锁模光纤激光放大系统，通过第一啁啾光纤实现脉冲放大和色散补偿光纤实现色散补偿，后通过第二啁啾光纤实现脉冲压缩，最终实现了能量放大的目的，整个系统采用全光纤结构，易于实现产业化。应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本专利技术所要求保护内容的限制。附图说明参考随附的附图，本专利技术更多的目的、功能和优点将通过本专利技术实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1示意性示出了本专利技术啁啾光纤光栅脉冲展宽的系统示意图；图2示出了本专利技术啁啾光纤光栅脉冲放大示意图；图3示出了本专利技术实施例中激光从啁啾光纤短周期的一端反射的工作原理图；图4示出了本专利技术啁啾光纤光栅脉冲压缩示意图；图5示出了本专利技术实施例中激光从啁啾光纤长周期的一端反射的工作原理图。具体实施方式通过参考示范性实施例，本专利技术的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本专利技术并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本专利技术的具体细节。在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。如图1所示本专利技术啁啾光纤光栅脉冲展宽的系统示意图，本实施例中，所述的基于啁啾光纤光栅的锁模光纤激光放大系统包括锁模光纤激光器101、波分复用器104、泵浦源105和增益光纤106，所述的激光放大系统还包括第一啁啾光纤103、第二啁啾光纤109、第一环形器102、第二环形器108和色散补偿光纤107。锁模激光器101的输出端与第一环形器102连接，第一啁啾光纤103短周期的一端与所述第一环形器102连接；色散补偿光纤107的输出端与第二环形器108连接，第二啁啾光纤109长周期的一端与所述第二环形器108连接；第一环形器102输出端依次连接波分复用器104、增益光纤106、色散补偿光纤107的输入端；波分复用器104与泵浦源105的输出端连接。锁模激光器101射出低能量超短脉冲激光，输出的锁模激光波长为1μm-2μm，经过第一环形器102射入到第一啁啾光纤103短周期的一端(A端)，如图2所示本专利技术啁啾光纤光栅脉冲放大示意图。激光在第一啁啾光纤103中，不同波长的入射光在光纤光栅的不同位置反射，并且具有不同的时延，其中短波长分量λ1经受的时延短，长波长分量λ2和/或λ3的时延长，如图3所示的本专利技术实施例中激光从啁啾光纤短周期的一端反射的工作原理图。经过第一啁啾光纤103反射后激光脉冲长波分量得到展宽，反射后的波长分量λ1、λ2和λ3回到第一环形器102，经第一环形器102射出的激光进入波分复用器104，泵浦源105发出的光同时进入波分复用器104，激光与泵浦源105发出的光在波分复用器104中进行耦合后传输至增益光纤106中，增益光纤106为高浓度保偏掺铒光纤，激光通过增益光纤106后发生脉冲展宽，光信号能量得到增大，之后激光摄入到色散补偿光纤107中，激光在色散补偿光纤107中将光纤中传输的红移分量赶上蓝移分量，使脉冲压缩而达到色散补偿的目的。经由色散补偿光纤107射出的高能量激光脉冲进入到第二环形器108，经过第二环形器108射入到第二啁啾光纤109长周期的一端(B端)，如图4所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于啁啾光纤光栅的锁模光纤激光放大系统，所述的放大系统包括锁模光纤激光器、波分复用器、泵浦源和增益光纤，其特征在于，所述放大系统还包括第一啁啾光纤、第二啁啾光纤、第一环形器、第二环形器和色散补偿光纤；所述锁模激光器的输出端与第一环形器连接，所述第一啁啾光纤短周期的一端与所述第一环形器连接；所述色散补偿光纤输出端与第二环形器连接，所述第二啁啾光纤长周期的一端与所述第二环形器连接；所述第一环形器输出端依次连接波分复用器、增益光纤、色散补偿光纤输入端；所述波分复用器与泵浦源的输出端连接；所述第一啁啾光纤与所述第二啁啾光纤相反设置，通过所述第一啁啾光纤短周期的一端引入的激光长波分量时延长，短波分量时延短，通过所述第二啁啾光纤光栅长周期的一端引入的激光短波分量时延长，长波分量时延短，所述第一啁啾光纤与所述第二啁啾光纤引起的激光时延相反。

【技术特征摘要】
1.一种基于啁啾光纤光栅的锁模光纤激光放大系统，所述的放大系
统包括锁模光纤激光器、波分复用器、泵浦源和增益光纤，其特征在于，
所述放大系统还包括第一啁啾光纤、第二啁啾光纤、第一环形器、第二
环形器和色散补偿光纤；
所述锁模激光器的输出端与第一环形器连接，所述第一啁啾光纤短
周期的一端与所述第一环形器连接；
所述色散补偿光纤输出端与第二环形器连接，所述第二啁啾光纤长
周期的一端与所述第二环形器连接；所述第一环形器输出端依次连接波
分复用器、增益光纤、色散补偿光纤输入端；所述波分复用器与泵浦源
的输出端连接；
所述第一啁啾光纤与所述第二啁啾光纤相反设置，通过所述第一啁
啾光纤短周期的一端引入的激光长波分量时延长，短波分量时延短，通

【专利技术属性】
技术研发人员：祝连庆，孟阔，骆飞，董明利，辛璟焘，刘锋，娄小平，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11